ما هي الثقوب السوداء؟
صورة الثقب الأسود
الثقوب السوداء هي أحجام من الفضاء تكون فيها الجاذبية شديدة بما يكفي لمنع حتى أسرع الجسيمات المتحركة من الهروب. لا يمكن حتى للضوء أن يتحرر ، ومن هنا جاء اسم الثقب "الأسود".
اقترح عالم فيزيائي وعالم فلك ألماني يُدعى كارل شوارزشيلد النسخة الحديثة من الثقب الأسود في عام 1915 بعد التوصل إلى حل دقيق لتقديرات أينشتاين للنسبية العامة .
أدرك شوارزشيلد أنه من الممكن أن تنضغط الكتلة إلى نقطة صغيرة للغاية. وهذا من شأنه أن يجعل الزمكان حوله ينحني بحيث لا يتمكن أي شيء - ولا حتى فوتونات الضوء عديمة الكتلة - من الإفلات من انحناءه.
يشار اليوم إلى أعتاب انزلاق الثقب الأسود إلى النسيان باسم أفق الحدث ، والمسافة بين هذه الحدود واللب كثيفة اللانهائية - أو التفرد - سميت باسم شوارزشيلد.
من الناحية النظرية ، تمتلك جميع الكتل شوارزشيلد نصف قطر يمكن حسابه. إذا تم ضغط كتلة الشمس في نقطة صغيرة جدًا ، فإنها ستشكل ثقبًا أسود نصف قطره أقل بقليل من 3 كيلومترات (حوالي 2 ميل).
وبالمثل ، فإن نصف قطر شوارزشيلد لكتلة الأرض يبلغ بضعة مليمترات فقط ، مما يجعل ثقبًا أسودًا لا يزيد حجمه عن الرخام.
لعقود من الزمان ، كانت الثقوب السوداء خصائص غريبة للنسبية العامة. أصبح الفيزيائيون واثقين بشكل متزايد من وجودهم حيث تم اكتشاف أجسام فلكية متطرفة أخرى ، مثل النجوم النيوترونية . يُعتقد اليوم أن معظم المجرات بها ثقوب سوداء ضخمة في نواتها.
كيف تتشكل الثقوب السوداء؟
من المقبول عمومًا أن النجوم التي تزيد كتلتها عن شمسنا بثلاث مرات على الأقل يمكن أن تتعرض لانهيار جاذبي شديد بمجرد استنفاد وقودها.
مع وجود كتلة كبيرة في الحجم المحصور ، تتغلب القوة الجماعية للجاذبية على القاعدة التي تحافظ عادةً على لبنات بناء الذرات من احتلال نفس المساحة. كل هذه الكثافة تخلق ثقبًا أسود.
تم افتراض نوع ثانٍ من الثقوب السوداء المصغرة ، على الرغم من عدم ملاحظته مطلقًا. يُعتقد أنها تشكلت عندما توسع الفراغ المتموج للكون المبكر بسرعة في حدث يعرف باسم التضخم ، مما تسبب في انهيار المناطق عالية الكثافة.
تسمى الثقوب السوداء البدائية ، سيكون لها كتلة أصغر - بعضها قريب من كتلة الأرض - لكنها ستكون أكبر قليلاً من حبة الهلام. من كان يعلم أن الثقوب السوداء يمكن أن تكون لطيفة للغاية؟